進(jìn)口沉香揮發(fā)性成分的HS-GC-MS分析

孫雨安 于文浩 王國慶 李振興 王珂 張鈺珠

中圖分類號：O657.63;R282文獻(xiàn)標(biāo)識碼：ADOI：10.3969/j.issn.2096-1553.2019.02.009

文章編號：2096-1553（2019）02-0063-08

關(guān)鍵詞：進(jìn)口沉香;揮發(fā)性成分;頂空氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用

Key words：imported agilawood;volatile component;headspace gas chromatography-mass spectrum

摘要：采用頂空氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用（HS-GC-MS）技術(shù)對產(chǎn)自5個(gè)國家（加里曼丹、馬來西亞、孟加拉國、印度、印度尼西亞）的10個(gè)沉香樣品的揮發(fā)性成分進(jìn)行分析.結(jié)果表明，10個(gè)沉香樣品的揮發(fā)性成分主要是芳香族類和倍半萜類化合物，相同產(chǎn)地但形態(tài)不同的沉香樣品的揮發(fā)性組分種類和相對含量均存在一定差異，不同產(chǎn)地沉香樣品的揮發(fā)性組分也呈現(xiàn)不同的差異，甘香烯、（+）-環(huán)苜蓿烯只在馬來西亞沉香樣品中檢出，可作為該產(chǎn)地沉香的特征性成分;α-古蕓烯和β-愈創(chuàng)木烯只在印度尼西亞沉香樣品中檢出，可作為該產(chǎn)地沉香的特征性成分;（+）-α-長葉蒎烯和α-蓽澄茄油烯只在印度沉香樣品中檢出，可作為該產(chǎn)地沉香的特征性成分;產(chǎn)自印度尼西亞的沉香樣品中醇類的種類和含量明顯低于其他產(chǎn)地.該研究結(jié)果為沉香揮發(fā)性成分的快速檢測和產(chǎn)地鑒別提供了新的思路.

Abstract：The volatile components of 10 agarwood samples from 5 countries （Kalimantan， Malaysia， Bangladesh， India， Indonesia） were analyzed by headspace gas chromatography-mass spectrometry （HS-GC-MS）. The results showed that the volatile components of 10 agarwood samples were mainly aromatic and sesquiterpenoids. The types and relative contents of volatile components of agarwood samples with the same origin but different morphology were different. The volatile components of the samples also showed certain differences. The mannene and （+）-cyclodecene were only detected in the agarwood samples of Malaysia and could be used as the characteristic components of the agarwood in the producing area; α-cluene and β-Guaiacrox were only detected in Indonesian agarwood samples and could be used as the characteristic component of the agarwood in this area; （+）-α-long-leafene and α-carboene were only detected in Indian agarwood samples and could be used as the characteristic component of agarwood in this area; the types and contents of alcohols in agarwood samples from Indonesia were significantly lower than those in other places. The results could provide a new idea for the rapid detection and identification of the agarwood production area.

0 引言

沉香是名貴的傳統(tǒng)中藥藥材，屬于瑞香科植物白木香，是一種含有樹脂的木材，其味辛、苦，性微溫，歸脾、胃、腎經(jīng)，具有行氣止痛、溫中止嘔、納氣平喘之功效，用于胸腹脹悶疼痛，畏寒嘔吐呃逆，腎虛氣逆喘急[1].沉香的主要化學(xué)成分為芳香族化合物、倍半萜類、脂肪酸和脂肪烷類等，其中，倍半萜類、2-（2-苯乙基）色酮類及芳香族化合物中的芐基丙酮與沉香的結(jié)香機(jī)制有關(guān)[2-6].世界上沉香產(chǎn)地很多，采集季節(jié)、采集部位不同，其中的活性成分種類和含量也不相同[7-9]，這使得其性狀及藥用價(jià)值不同.因此，建立一種

不同產(chǎn)地沉香的鑒別分析方法十分必要.

目前，大多采用浸提法[10-11]、超臨界萃取法[12-13]等方法對沉香中的化學(xué)成分進(jìn)行分析研究.

而頂空進(jìn)樣法結(jié)合氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用（HS-GC-MS）技術(shù)省去了復(fù)雜的前處理過程，結(jié)合氣相的分離能力和質(zhì)譜的定性能力，檢測方法簡單、快速，是一種新興的檢測技術(shù)[14].

故本文擬采用頂空氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用（HS-GC-MS）技術(shù)對產(chǎn)自5個(gè)國家的10個(gè)沉香樣品的揮發(fā)性成分進(jìn)行分析研究，以期實(shí)現(xiàn)對沉香揮發(fā)性成分和沉香產(chǎn)地簡單、快速的鑒別分析，為業(yè)界的研究提供一種新的方法.

1 材料與方法

1.1 主要材料與儀器

進(jìn)口沉香樣品：分別來自加里曼丹、馬來西亞、孟加拉國、印度、印度尼西亞5個(gè)產(chǎn)地的共10個(gè)沉香樣品，性狀描述見表1.

儀器：ISQ四級桿GC-MS聯(lián)用儀（配置Triplus自動(dòng)進(jìn)樣器），美國ThermoFisher公司產(chǎn);HP-5MS彈性石英毛細(xì)管柱（60 m×0.25 mm×0.25 μm），美國Agilent J&W產(chǎn).

1.2 HS-GC-MS測試條件

HS測試條件：稱取1.00 g沉香樣品置于20 mL頂空瓶中，用硅橡膠隔墊密封壓緊，鋁蓋封口，當(dāng)孵化器溫度為150 ℃時(shí)，將裝有樣品的頂空瓶放在孵化器中預(yù)熱30 min，然后取1.0 mL頂空氣體，進(jìn)行GC-MS分析.

GC測試條件：色譜柱為彈性石英毛細(xì)管柱，優(yōu)化后采用程序升溫分離，即初始溫度50 ℃，保持2 min，以5 ℃/min的速率升溫至280 ℃，保持10 min;進(jìn)樣口溫度280 ℃，載氣He，流量 1.0 mL/min，分流比5GA6FA1.

MS測試條件：離子源為電子轟擊離子源，離子化電壓70 eV，離子傳輸管溫度280 ℃，離子源溫度250 ℃，質(zhì)譜掃描范圍10～600 amu.

1.3 化合物結(jié)構(gòu)分析方法

通過HS-GC-MS方法測定進(jìn)口沉香的揮發(fā)性成分，全程掃描50 min，得其總離子流圖（簡稱TIC圖），通過儀器自帶的工作站分析樣本的TIC圖.利用美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)局（NIST）的質(zhì)譜圖庫，檢索分析沉香樣品的TIC圖，推斷出其可能的化學(xué)結(jié)構(gòu);通過查閱化合物性質(zhì)及對照相關(guān)文獻(xiàn)，最終確定化合物的結(jié)構(gòu).

2 結(jié)果與分析

2.1 進(jìn)口沉香揮發(fā)性成分分析結(jié)果

2.1.1 加里曼丹沉香樣品揮發(fā)性成分分析

通過質(zhì)譜圖庫檢索，分別在加里曼丹-1和加里曼丹-2樣品中鑒定出86種和90種揮發(fā)性化合物，主要是芳香族類化合物和倍半萜類化合物，如：長葉醛（RT=21.29 min，m/z=220）、鄰苯二甲酸二乙酯（RT=23.61 min，m/z=222）、（-）-異長葉醇（RT=28.31 min，m/z=222）等.對于兩個(gè)樣品的相同組分，加里曼丹-1中的異辛醇（RT=9.27 min，m/z=130）、長葉醛（RT=21.29 min，m/z=220）含量均高于加里曼丹-2，而加里曼丹-2中的安息香醛（RT=8.22 min，m/z=106）、芐基丙酮（RT=14.92 min，m/z=148）、α-愈創(chuàng)木烯（RT=21.03 min，m/z=204）的含量均高于加里曼丹-1.

此外，δ-欖香烯（RT=17.39 min，m/z=204）和（-）-蓽澄茄醇（RT=22.50 min，m/z=222）只在加里曼丹-1樣品中檢出;α-香柑油烯（RT=19.43 min，m/z=204）、異石竹

烯（RT=19.79 min，m/z=204）、別香橙烯（RT=20.42 min，m/z=204）、α-古巴烯（RT=22.14 min，m/z=204）、去氫白菖烯（RT=22.22 min，m/z=202）及圓柚酮（RT=

2.1.2 馬來西亞沉香樣品揮發(fā)性成分分析

通過質(zhì)譜圖庫檢索，分別在馬來西亞-1和馬來西亞-2樣品中檢索出92種和94種揮發(fā)性化合物，主要為芳香族類化合物和倍半萜類化合物，如：芐基丙酮（RT=14.91 min，m/z=148）、（-）-馬兜鈴烯（RT=25.32 min，m/z=204）.其中，馬來西亞-1樣品中的安息香醛（RT=8.22 min，m/z=106）、異辛醇（RT=9.27 min，m/z=130）、γ-木香醇（RT=23.07 min，m/z=220）、鳳蝶醇（RT=24.81 min，m/z=222）、（-）-馬兜鈴烯（RT=25.32 min，m/z=204）的含量均明顯高于馬來西亞-2.其中，（+）-環(huán)苜蓿烯（RT=18.48 min，m/z=204）和朱欒倍半萜（RT=21.84 min，m/z=204）只在馬來西亞-1中檢出;α-香柑油烯（RT=19.40 min，m/z=204）、α-衣蘭油烯（RT=21.17 min，m/z=204）、α-古巴烯（RT=22.15 min，m/z=204）和4，5-脫氫異長葉烯（RT=22.92 min，m/z=202）只在馬來西亞-2號中檢出.

2.1.3 孟加拉國沉香樣品揮發(fā)性成分分析

通過質(zhì)譜圖庫檢索，分別在孟加拉國-1和孟加拉國-2樣品中鑒定出87種和91種揮發(fā)性化合物，主要是芳香族類化合物和倍半萜類化合物，如：芐基丙酮（RT=14.91 min，m/z=148）、（-）-異長葉醇（RT=28.33 min，m/z=222）.孟加拉國-1號樣品中的γ-木香醇（RT=23.07 min，m/z=220）、鳳蝶醇（RT=24.80 min，m/z=222）、（-）-馬兜鈴烯（RT=25.32 min，m/z=204）的含量均明顯高于孟加拉國-2號樣品.其中，異石竹烯（RT=19.81 min，m/z=204）和異水菖蒲酮（RT=27.99 min，m/z=220）只在孟加拉國-1中檢出.δ-欖香烯（RT=17.40 min，m/z=204）、β-欖香烯（RT=18.81 min，m/z=204）、別香橙烯（RT=20.43 min，m/z=204）、α-石竹烯（RT=20.70 min，m/z=204）、（-）-蓽澄茄醇（RT=

Fig.2 TIC diagram of agarwood samples from Malaysia

22.50 min，m/z=222）及γ-桉葉醇（RT=24.93 min，m/z=222）只在孟加拉國-2中檢出.

2.1.4 印度沉香樣品揮發(fā)性成分分析

和101種揮發(fā)性化合物，主要是芳香族類化合物和倍半萜類化合物，如：β-廣藿香烯（RT=20.49 min，m/z=204）、γ-木香醇（RT=23.07 min，m/z=220）.印度-2樣品中的β-廣藿香烯（RT=20.49 min，m/z=204）、（+）-苜蓿烯（RT=20.87 min，m/z=204）和γ-木香醇（RT=23.08 min，m/z=220）的含量高于印度-1.其中，（-）-異長葉烯（RT=22.29 min，m/z=202）只在印度-1中檢出.

2.1.5 印度尼西亞沉香樣品揮發(fā)性成分分析 圖5為印度尼西亞沉香樣品的TIC圖.

通過質(zhì)譜圖庫檢索，分別在印度尼西亞-1和印度尼西亞-2樣品中鑒定出86種和88種揮發(fā)性化合物，主要是芳香族類化合物和倍半萜類化合物，如：（-）-異長葉醇（RT=28.30 min，m/z=222）、鄰苯二甲酸二丁酯（RT=31.55 min，m/z=278）.其中，印度尼西亞-1中的芐基丙酮（RT=14.90 min，m/z=148）和（-）-馬兜鈴烯（RT=25.33 min，m/z=204）的含量高于印度尼西亞-2，印度-2中異辛醇（RT=9.28 min，m/z=130）的含量高于印度-1.其中，α-香柑油烯（RT=19.42 min，m/z=204）、γ-木榴烯（RT=19.98 min，m/z=204）、α-愈創(chuàng)木烯（RT=20.03 min，m/z=204）、α-古蕓烯（RT=20.37 min，m/z=204）和（+）-苜蓿烯（RT=20.85 min，m/z=204）只在印度尼西亞-1中檢出.β-欖香烯（RT=18.82 min，m/z=204）、4，5-脫氫異長葉烯（RT=22.29 min，m/z=202）、γ-木香醇（RT=23.08 min，m/z=202）、愈創(chuàng)木醇（RT=25.47 min，m/z=222）、紫堇酮（RT=25.74 min，m/z=236）、長葉松萜烯（RT=25.93 min，m/z=204）及（-）-異長葉醇（RT=28.31 min，m/z=222）只在印度尼西亞-2中檢出.

2.2 不同國家沉香樣品揮發(fā)性成分的對比分析

不同產(chǎn)地沉香樣品的部分揮發(fā)性化合物對比分析結(jié)果見表2.由表2可知，若以樣品中特有組分來表達(dá)其特征性，甘香烯、（+）-環(huán)苜蓿烯只在馬來西亞沉香樣品中檢出，因此，甘香

烯、（+）-環(huán)苜蓿烯可作為馬來西亞沉香樣品的特征性組分;α-古蕓烯和β-愈創(chuàng)木烯可作為印度尼西亞沉香樣品的特征性組分;（+）-α-長葉蒎烯和α-蓽澄茄油烯可作為印度沉香樣品的特征性組分.

3 結(jié)論

基于HS-GC-MS技術(shù)，對產(chǎn)自5個(gè)國家的10個(gè)沉香樣品的揮發(fā)性化學(xué)組分進(jìn)行鑒定分析.通過對比發(fā)現(xiàn)，相同產(chǎn)地但形態(tài)不同的沉香樣品的揮發(fā)性組分的種類和相對含量均存在一定差異，雖然差異的形成原因還不明確，但仍可以為鑒別同一產(chǎn)地不同形態(tài)的沉香樣品提供科學(xué)依據(jù).

不同產(chǎn)地的沉香樣品具有不同的特征性組分，如甘香烯、（+）-環(huán)苜蓿烯只在馬來西亞沉香樣品中檢出，α-古蕓烯和β-愈創(chuàng)木烯只在印度尼西亞沉香樣品中檢出，（+）-α-長葉蒎烯和α-蓽澄茄油烯只在印度沉香樣品中檢出.因此，甘香烯、（+）-環(huán)苜蓿烯可作為馬來西亞沉香樣品的特征性組分;α-古蕓烯和β-愈創(chuàng)木烯可作為印度尼西亞沉香樣品的特征性組分;（+）-α-長葉蒎烯和α-蓽澄茄油烯可作為印度沉香樣品的特征性組分.這為鑒別不同沉香樣品的產(chǎn)地提供參考依據(jù).

此外，與其他常見的萃取技術(shù)如揮發(fā)油萃取技術(shù)相比，HS-GC-MS技術(shù)測定沉香樣品無需樣品前處理，方法簡單、快速且具有較高的靈敏度，同時(shí)克服了有機(jī)溶劑提取法引入雜質(zhì)的缺點(diǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)沉香樣品的揮發(fā)性組分的準(zhǔn)確測定，為沉香產(chǎn)地的鑒別分析提供一種新方法.

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